SCOP en ETA's
Zo wordt de energie-efficiëntieklasse van een warmtepomp bepaald
Twee kengetallen geven aan hoeveel stroom een warmtepomp in de loop van het jaar nodig heeft voor hetzelfde verwarmingsvermogen – en hoe daaruit de energie-efficiëntieklasse van A+++ tot G wordt bepaald.
Twee afkortingen, één en dezelfde kernvraag
Op elk gegevensblad van een warmtepomp staan verschillende efficiëntiecijfers naast elkaar: COP, SCOP, ETAs en een energie-efficiëntieklasse van A+++ tot G. Alle vier hangen ze met elkaar samen, maar geven antwoord op verschillende vragen. De COP beschrijft een enkel bedrijfspunt, bijvoorbeeld bij een buitentemperatuur van 7 °C. De SCOP heeft betrekking op het gehele stookseizoen. De ETAs-waarde (ηs) zet de SCOP om in de indicator die voor het EU-energielabel wordt gebruikt. En de energie-efficiëntieklasse is ten slotte de indeling van deze ETAs-waarde in een van de niveaus van A+++ tot G.
Wie een gegevensblad goed wil lezen, kan niet om deze vier begrippen heen. In het volgende gedeelte worden ze een voor een besproken.
COP, SCOP en JAZ: drie waarden, drie tijdsperioden
De COP (Coefficient of Performance) geeft de verhouding weer tussen het afgegeven verwarmingsvermogen en het opgenomen elektrisch vermogen bij een vaste buitentemperatuur en een vaste aanvoertemperatuur – een momentopname. Aangezien een warmtepomp gedurende een stookseizoen bij zeer uiteenlopende buitentemperaturen draait, zegt een enkele COP-waarde weinig over hoeveel stroom het apparaat gedurende het hele jaar daadwerkelijk verbruikt.
Op veel gegevensbladen staat naast de COP ook de EER (Energy Efficiency Ratio) vermeld: de rekenkundige tegenhanger voor de koelmodus, eveneens uitgedrukt als de verhouding tussen het koelvermogen en het opgenomen elektrisch vermogen bij een vast werkpunt. Aangezien een warmtepomp bij het koelen het temperatuurverschil in omgekeerde richting moet overbruggen, is de EER van een apparaat om thermodynamische redenen in principe lager dan de COP van hetzelfde apparaat in de verwarmingsmodus bij vergelijkbare temperaturen.
De SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) past het COP-concept toe op een volledig stookseizoen: deze waarde geeft de verhouding weer tussen de afgegeven warmte en de verbruikte elektrische energie gedurende het seizoen, berekend volgens de Europese norm EN 14825. De SCOP is dus een berekende waarde onder gestandaardiseerde testomstandigheden, geen meting aan een echt gebouw.
Het jaarlijkse prestatiecoëfficiënt (JAZ, soms ook SPF genoemd) moet op twee punten tegelijk worden onderscheiden van COP en SCOP . Ten eerste de systeemgrens: COP en SCOP hebben uitsluitend betrekking op het koelcircuit van de warmtepomp – dus de compressor, de condensor, het expansieventiel en de verdamper. De JAZ omvat in de volksmond de gehele installatie in het gebouw, zoals verwarmingscirculatiepompen, buffertanks, regeltechniek en een eventuele elektrische bijverwarming, en wordt gemeten aan de daadwerkelijk geïnstalleerde installatie over een periode van een jaar. Ten tweede de referentie: SCOP en JAZ vergelijken energiehoeveelheden over een bepaalde periode (kWh warmte ten opzichte van kWh elektriciteit), terwijl de COP als momentwaarde oorspronkelijk vermogens vergelijkt (kW ten opzichte van kW) – waarbij een SCOP rekenkundig ook kan worden afgeleid uit geïntegreerde vermogenswaarden. De precieze technische afbakening is op dit punt genuanceerder dan deze vereenvoudigde vergelijking laat zien; voor de vergelijking van twee gegevensbladen volstaat het in de praktijk meestal om de systeemgrens en de afhankelijkheid van het gebouw in gedachten te houden.
Hoe de SCOP wordt berekend
De berekening volgens EN 14825 volgt de zogenaamde ‘bin’-methode: Het bereik van mogelijke buitentemperaturen wordt onderverdeeld in afzonderlijke intervallen (“bins”); voor elk interval wordt de COP van de warmtepomp bij deellast bepaald en gewogen met het aantal uren dat deze temperatuur statistisch gezien voorkomt in een gedefinieerde referentieverwarmingsperiode. Uit de som van deze gewogen waarden wordt de SCOP voor een volledig seizoen berekend.
Om ervoor te zorgen dat fabrikanten in heel Europa vergelijkbare waarden opgeven, definieert de norm drie referentieklimaatzones, die elk worden vertegenwoordigd door een stad met een typisch temperatuurverloop:
C = kouder
Referentielocatie: Helsinki. Lagere ontwerp temperatuur, langere verwarmingsperiode.
A = Gemiddeld
Referentielocatie Straatsburg. Wordt in Midden-Europa als uitgangspunt genomen voor de meeste specificaties in de technische fiches.
W = warmer
Referentielocatie Athene. Kortere stookperiode, hogere ontwerp temperatuur.
Belangrijk voor de vergelijking:
Een SCOP-waarde is alleen vergelijkbaar met een andere als beide zijn bepaald onder dezelfde klimaatzone en dezelfde aanvoertemperatuur. Op gegevensbladen staat daarom meestal ook vermeld voor welke klimaatzone (vaak „gemiddeld“) en welke aanvoertemperatuur (vaak 35 °C of 55 °C) de opgegeven waarde geldt.
Van SCOP naar ETAs: de omrekening voor het energielabel
Voor het EU-energielabel wordt niet de SCOP zelf weergegeven, maar de seizoensgebonden ruimteverwarmingsefficiëntie ETAs, in de tekst aangeduid als ηs. Deze wordt afgeleid uit de SCOP, onder andere door deze te delen door een vastgestelde omrekeningsfactor (CC = 2,5). Deze factor houdt rekening met het feit dat bij de elektriciteitsopwekking in het Europese elektriciteitspark rekenkundig wordt uitgegaan van een rendement van ongeveer 40 procent – zo worden elektrisch aangedreven warmtepompen en op brandstof werkende verwarmingsketels op dezelfde schaal vergelijkbaar gemaakt. In de uiteindelijke berekening worden bovendien correcties meegenomen, zoals een bijdrage voor de toegepaste regeltechniek en een aftrek voor het energieverbruik van extra componenten zoals krukasbakverwarming of stand-by-bedrijf. De exacte omvang van deze correcties is vastgelegd in de onderliggende EU-verordening en verschilt per type apparaat.
ηs ≈ SCOP ÷ 2,5 × 100 %
De energie-efficiëntieklassen in één oogopslag
Sinds 26 september 2019 geldt voor ruimteverwarmingsapparaten in de EU de volgende indeling van de ETA-waarde (ηs) in efficiëntieklassen:
| Klasse | ETA’s (η’s) |
|---|---|
| A+++ | ηs ≥ 150 % |
| A++ | 125 % ≤ ηs < t 150 % |
| A+ | 98 % ≤ ηs < t 125 % |
| A | 90 % ≤ ηs < 98 % |
| B | 82 % ≤ ηs < t 90 % |
| C | 75 % ≤ ηs < 82 % |
| D | 36 % ≤ ηs < 75 % |
| E | 34 % ≤ ηs < 36 % |
| F | 30 % ≤ ηs < 34 % |
| G | < t 30 % |
Ter verduidelijking: een elektrische weerstandsverwarmer haalt vanwege zijn constructie een COP van ongeveer 1 en valt daarmee rekenkundig gezien in klasse D. Warmtepompen bereiken vanwege hun werkingsprincipe – ze transporteren omgevingswarmte in plaats van deze door omzetting te genereren – in de meeste toepassingen SCOP-waarden die aanzienlijk hoger liggen dan 3, waardoor ze doorgaans in de klasse A+ tot A+++ vallen. Waar een specifiek model daadwerkelijk valt, hangt af van het apparaat, de aanvoertemperatuur en de toegepaste klimaatzone en is te vinden in het betreffende gegevensblad.
Waarom 35 °C en 55 °C niet hetzelfde resultaat opleveren
Op gegevensbladen komen SCOP- en ETA-waarden meestal twee keer voor: één keer voor een aanvoertemperatuur van 35 °C en één keer voor 55 °C. 35 °C staat voor oppervlakteverwarming, zoals vloerverwarming, en 55 °C voor gebruik met radiatoren. Een warmtepomp moet het temperatuurverschil tussen de buitenlucht en de aanvoertemperatuur overbruggen – hoe kleiner dit verschil, hoe minder elektrische energie daarvoor doorgaans nodig is. Daarom is de SCOP bij 35 °C voor hetzelfde apparaat doorgaans hoger dan bij 55 °C.
Voor een vergelijking tussen apparaten is het daarom van cruciaal belang dat beide waarden bij dezelfde referentietemperatuur worden vergeleken. Een vergelijking van “SCOP bij 35 °C” met “SCOP bij 55 °C” leidt anders tot een vertekend beeld.
Wat deze indicator in de praktijk betekent
Om twee aanbiedingen met elkaar te vergelijken, is het de moeite waard om naar drie punten in het gegevensblad te kijken: de gebruikte klimaatzone, de opgegeven aanvoertemperatuur en ten slotte de SCOP- of ETAs-waarde onder deze omstandigheden. Alleen als deze drie gegevens overeenkomen, kunnen twee apparaten op een betrouwbare manier met elkaar worden vergeleken.
In veel subsidieprogramma’s voor de vervanging van verwarmingsinstallaties wordt bovendien een bepaalde minimumwaarde voor SCOP of JAZ vereist. De concrete grenswaarden verschillen per programma en worden regelmatig aangepast door de subsidieverstrekkers; ze moeten daarom rechtstreeks bij de bevoegde subsidieverstrekker of in de actuele programmatekst worden gecontroleerd.
Een hogere SCOP- of ETAs-waarde betekent in de eerste plaats vooral één ding: een lager stroomverbruik voor dezelfde hoeveelheid verwarmingswarmte. In hoeverre dit van invloed is op de CO₂-balans van een gebouw, hangt bovendien af van de elektriciteitsmix op de betreffende locatie en kan niet algemeen voor alle gevallen worden uitgedrukt in cijfers.
Rekenvoorbeeld (ter illustratie): Bij een warmtebehoefte van 10.000 kWh per jaar en een SCOP van 4,0 heeft een warmtepomp theoretisch 2.500 kWh elektriciteit nodig. Vermenigvuldigd met de betreffende netintensiteit levert dat ongeveer 422 kg CO₂ op in Oostenrijk (169 g/kWh) respectievelijk ongeveer 847 kg CO₂ in Duitsland (339 g/kWh). Dit is een ruwe schatting op basis van de elektriciteitsmix, geen volledige klimaatbalans – deze zou ook rekening moeten houden met de productie, de installatie en de daadwerkelijke, eventueel contractueel overeengekomen elektriciteitsmix van het huishouden.